JP2000221305A - 光学基板及び光学基板製造用原盤、これらの製造方法並びに表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光透過性層の原盤からの剥離を容易に行える
光学基板及び光学基板製造用原盤、これらの製造方法並
びに表示装置を提供することにある。 【解決手段】 凹凸パターン１４が形成された原盤１０
と、基板３４と、を用意する第１工程と、原盤１０の凹
凸パターン１４が形成された面と基板３４とを、光透過
性層前駆体３２を介して密着させる第２工程と、光透過
性層前駆体３２を固化して光透過性層３０を形成し、原
盤１０を、光透過性層３０から剥離する第３工程と、を
含み、原盤１０の凹凸パターン１４が形成された面に
は、光透過性層前駆体３２との密着性の低い低密着性層
１６が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光が透過する光学
基板及び光学基板製造用原盤、これらの製造方法並びに
表示装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】これまでに、複数の微小なレンズが並べ
られて構成されるマイクロレンズアレイが、液晶パネル
などに適用されてきた。マイクロレンズアレイを適用す
ることで、各レンズによって各画素に入射する光が集光
し、表示画面を明るくすることができる。

【０００３】マイクロレンズアレイの製造方法として、
特開平３−１９８００３号公報に開示されるように、レ
ンズに対応する曲面が形成された原盤に樹脂を滴下し、
この樹脂を固化して光透過性層を形成し、これを剥離す
ることで、マイクロレンズアレイを製造する方法が知ら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この製
造方法によれば、原盤と光透過性層との密着性が高くて
剥離することが難しい。剥離が良好に行えないと、原盤
又は光透過性層が破損するという問題がある。あるい
は、原盤との密着性の低い材料を使用することもできる
が、その場合には材料が限定されてしまう。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、その目的は、光透過性層の原盤からの剥離を容易
に行える光学基板及び光学基板製造用原盤、これらの製
造方法並びに表示装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）本発明に係る光学
基板の製造方法は、凹凸パターンが形成された原盤を用
意する第１工程と、前記原盤の前記凹凸パターンが形成
された面に、光透過性層前駆体を密着させる第２工程
と、前記光透過性層前駆体を固化して光透過性層を形成
し、前記原盤を、前記光透過性層から剥離する第３工程
と、を含み、前記原盤の前記凹凸パターンが形成された
面には、前記光透過性層前駆体との密着性の低い低密着
性層が形成されている。

【０００７】これは、要するに、原盤を型として、凹凸
パターンを光透過性層前駆体に転写して光学基板を製造
する方法である。原盤は、一旦製造すればその後、耐久
性の許す限り何度でも使用できるため、２枚目以降の光
学基板の製造工程において省略でき、工程数の減少およ
び低コスト化を図ることができる。

【０００８】本発明によれば、原盤に低密着性層が形成
されているので、光透過性層と原盤とが剥離しやすくな
っている。このことにより、原盤又は光透過性層の破損
を防止して、光学基板を製造することができる。

【０００９】（２）この製造方法において、前記凹凸パ
ターンは、前記原盤の外周端部を避けて形成されてお
り、前記低密着性層は、前記原盤の前記外周端部に形成
されていてもよい。

【００１０】これによれば、凹凸パターンには低密着性
層が形成されていないので、凹凸パターンの光透過性層
前駆体への転写を高精度で行うことができる。それにも
かかわらず、原盤の外周端部に低密着性層が形成されて
いるので、光透過性層と原盤とが剥離しやすくなってい
る。

【００１１】（３）この製造方法において、前記凹凸パ
ターンは、前記原盤の外周端部を避けて形成されてお
り、前記低密着性層は、前記原盤の外周端部の一部に形
成されており、前記第３工程で、前記原盤の外周端部の
前記一部から、前記光透過性層の剥離を開始してもよ
い。

【００１２】このように、剥離を開始する領域に低密着
性層が形成されているだけでも、光透過性層と原盤との
剥離は容易になる。

【００１３】（４）この製造方法において、前記低密着
性層は、前記原盤の前記凹凸パターンが形成された面の
全体に形成されていてもよい。

【００１４】（５）この製造方法において、光透過性層
前駆体は親水性であり、前記低密着性層は疎水性であっ
てもよい。

【００１５】（６）この製造方法において、光透過性層
前駆体は疎水性であり、前記低密着性層は親水性であっ
てもよい。

【００１６】（７）本発明に係る原盤の製造方法は、一
方の面に光透過性層前駆体を密着させ、前記光透過性層
前駆体を固化して光透過性層を形成し、前記光透過性層
を剥離して光学基板を形成するための原盤の製造方法で
あって、基材の一方の面に前記光学基板の表面形状に対
応する凹凸パターンを形成する工程と、前記基材の一方
の面に前記光透過性層前駆体との密着性の低い低密着性
層を形成する工程と、を含む。

【００１７】これは、要するに、凹凸パターンを光透過
性層前駆体に転写して光学基板を製造するときに使用す
る原盤の製造方法である。原盤は、一旦製造すればその
後、耐久性の許す限り何度でも使用できるため、２枚目
以降の光学基板の製造工程において省略でき、工程数の
減少および低コスト化を図ることができる。

【００１８】本発明によれば、原盤に低密着性層が形成
されているので、光透過性層と原盤とが剥離しやすくな
っている。このことにより、原盤又は光透過性層の破損
を防止して、光学基板を製造することができる。

【００１９】（８）この製造方法において、前記凹凸パ
ターンを、前記一方の面の外周端部を避けて形成し、前
記低密着性層を、前記外周端部に形成してもよい。

【００２０】これによれば、凹凸パターンには低密着性
層を形成しないので、凹凸パターンの光透過性層前駆体
への転写を高精度で行うことができる。それにもかかわ
らず、原盤の外周端部に低密着性層を形成するので、光
透過性層と原盤とが剥離しやすくなる。

【００２１】（９）この製造方法において、前記凹凸パ
ターンを、前記一方の面の外周端部を避けて形成し、前
記低密着性層を、前記外周端部の一部に形成してもよ
い。

【００２２】このように、原盤の外周端部の一部に低密
着性層を形成するだけでも、光透過性層と原盤との剥離
は容易になる。

【００２３】（１０）この製造方法において、前記低密
着性層を、前記一方の面の全体に形成してもよい。

【００２４】（１１）この製造方法において、前記低密
着性層を疎水性の材料で形成してもよい。

【００２５】（１２）この製造方法において、前記低密
着性層を親水性の材料で形成してもよい。

【００２６】（１３）この製造方法において、前記低密
着性層を、金属の下地層上に硫黄化合物を自己集積させ
て形成してもよい。

【００２７】これによれば、硫黄化合物が下地層に強固
に結合するので、耐久性の高い低密着性層を形成するこ
とができる。

【００２８】（１４）この製造方法において、前記低密
着性層を、フッ素原子を有する化合物をコーティングす
ることにより形成してもよい。

【００２９】フッ素原子を有する化合物のコーティング
は、疎水性であるか親水性であるかにかかわらず、光透
過性層前駆体をはじく。

【００３０】（１５）本発明に係る光学基板製造用原盤
は、一方の面に光透過性層前駆体を密着させ、前記光透
過性層前駆体を固化して光透過性層を形成し、前記光透
過性層を剥離して光学基板を形成するための原盤であっ
て、前記一方の面には、前記光学基板の表面形状に対応
する凹凸パターンと、前記光透過性層前駆体との密着性
の低い低密着性層と、が形成されている。

【００３１】本発明に係る光学基板製造用原盤は、光透
過性層前駆体に凹凸パターンを転写して光学基板を製造
するときに使用される。この光学基板製造用原盤は、一
旦製造すればその後、耐久性の許す限り何度でも使用で
きるため、２枚目以降の光学基板の製造工程において省
略でき、工程数の減少および低コスト化を図ることがで
きる。

【００３２】本発明によれば、光学基板製造用基板に低
密着性層が形成されているので、光学基板製造用原盤と
光透過性層とが剥離しやすくなっている。このことによ
り、光学基板製造用原盤又は光透過性層の破損を防止し
て、光学基板を製造することができる。

【００３３】（１６）この光学基板製造用原盤におい
て、前記凹凸パターンは、外周端部を避けて形成されて
おり、前記低密着性層は、前記外周端部に形成されてい
てもよい。

【００３４】これによれば、凹凸パターンには低密着性
層が形成されていないので、凹凸パターンの光透過性層
前駆体への転写を高精度で行うことができる。それにも
かかわらず、光学基板製造用原盤の外周端部に低密着性
層が形成されているので、光透過性層と光学基板製造用
原盤とが剥離しやすくなっている。

【００３５】（１７）この光学基板製造用原盤におい
て、前記凹凸パターンは、外周端部を避けて形成されて
おり、前記低密着性層は、前記外周端部の一部に形成さ
れていてもよい。

【００３６】このように、光学基板製造用原盤の外周端
部の一部に低密着性層を形成するだけでも、光透過性層
と光学基板製造用原盤との剥離は容易になる。

【００３７】（１８）この光学基板製造用原盤におい
て、前記低密着性層は、前記一方の面の全体に形成され
ていてもよい。

【００３８】（１９）この光学基板製造用原盤におい
て、前記低密着性層は疎水性であってもよい。

【００３９】（２０）この光学基板製造用原盤におい
て、前記低密着性層は親水性であってもよい。

【００４０】（２１）この光学基板製造用原盤におい
て、前記低密着性層は、金属の下地層上に硫黄化合物が
自己集積して構成されていてもよい。

【００４１】これによれば、硫黄化合物が下地層に強固
に結合しているので、低密着性層の耐久性が高くなって
いる。

【００４２】（２２）この光学基板製造用原盤におい
て、前記低密着性層は、フッ素原子を有する化合物をコ
ーティングすることによって形成されている光学基板製
造用原盤。

【００４３】これによれば、低密着性層は、フッ素原子
を有する化合物のコーティングにより形成されているの
で、疎水性及び親水性のいずれの光透過性層前駆体であ
ってもはじくようになっている。

【００４４】（２３）本発明に係る光学基板は、上記方
法により製造される。

【００４５】（２４）本発明に係る表示装置は、上記光
学基板を有する。

【００４６】（２５）この表示装置は、前記光学基板を
マイクロレンズアレイとして有する液晶プロジェクタで
あってもよい。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照にして説明する。

【００４８】（第１の実施の形態）図１は、本発明を適
用した第１の実施の形態に係る光学基板製造用原盤を示
す図である。この原盤は、具体的には、１つ又は複数の
光学基板としての１つ又は複数のマイクロレンズアレイ
を製造するために使用される。図２は、図１のII−II線
断面図である。

【００４９】原盤１０は、角板状又は円盤状の基材の少
なくとも一方の面に複数の曲面部１２と、低密着性層１
６とが形成されたものである。原盤１０を構成する基材
として、シリコン又は石英を使用することができる。曲
面部１２は、マイクロレンズアレイの個々の凸レンズ
（凹レンズ）の形状が反転した凹状（凸状）をなし、複
数の曲面部１２で凹凸パターン１４を構成する。曲面部
１２の形状が光透過性層前駆体３２（図４（Ａ）参照）
に転写されて、レンズが形成される。なお、曲面部１２
は、複数行複数列で集合してグループを形成している。
それぞれのグループをなす複数の曲面部１２から、一つ
の製品（マイクロレンズアレイ）が形成される。したが
って、原盤１０からは、複数の製品（マイクロレンズア
レイ）が同時に形成される。また、凹凸パターン１４
は、原盤１０の面の中央部に形成して、外周端部を避け
てもよい。

【００５０】低密着性層１６は、原盤１０の凹凸パター
ン１４が形成された面に形成されている。低密着性層１
６は、光透過性層前駆体３２が固化してなる光透過性層
３０（図４（Ｃ）参照）との密着性が低い材料からな
る。したがって、原盤１６に低密着性層１６を形成する
ことで、光透過性層３０（図４（Ｃ）参照）を、原盤１
６から剥離しやすくなる。例えば、光透過性層前駆体３
２が親水性である場合には、低密着性層１６を疎水性と
し、光透過性層前駆体３２が疎水性である場合には、低
密着性層１６を親水性とすれば、両者の密着性を低くす
ることができる。あるいは、光透過性層前駆体３２が親
水性であっても疎水性であっても密着性の低い材料、例
えばフッ素原子を有する化合物で、低密着性層１６を形
成してもよい。

【００５１】低密着性層１６は、原盤１０の凹凸パター
ン１４が形成された面の全面に形成してもよい。あるい
は、曲面部１２の内面を避けて低密着性層１６を形成し
てもよく、さらに、凹凸パターン１４を避けて低密着性
層１６を形成してもよい。この場合には、曲面部１２の
内面に低密着性層１６が形成されないので、光透過性層
前駆体３２を曲面部１２の形状に合わせて確実に充填す
ることができ、曲面部１２の形状を光透過性層前駆体３
２に高い精度で転写することができる。凹凸パターン１
４が原盤１０の外周端部を避けて形成されている場合に
は、低密着性層１６を原盤１０の外周端部に形成するこ
とができる。また、この場合に、低密着性層１６を、原
盤１０の外周端部の一部にのみ形成してもよい。低密着
性層１６を、原盤１０の外周端部の一部にのみ形成した
場合には、この低密着性層１６が形成された部分から、
原盤１０と光透過性層との剥離を開始する。また、低密
着性層１６は、原盤１０を構成する基材と強固に結合し
ていることが好ましい。こうすることで、低密着性層１
６の耐久性が向上するので、原盤１０と光透過性層３０
との剥離を何度も繰り返しても、低密着性層１６が剥離
しにくくなる。

【００５２】原盤１０における低密着性層１６の形成領
域に、低密着性層１６の厚みに応じて、くぼみ、凹部、
溝、段差又は切り欠き等を形成してもよい。こうするこ
とで、低密着性層１６の形成されている領域と形成され
ていない領域とが面一となり、段差が形成されない。そ
の結果、光透過性層３０の厚みを制約することなく、光
透過性層３０と原盤１０との剥離をスムーズに行える。

【００５３】次に、原盤１０の製造方法を説明する。図
３（Ａ）〜図３（Ｅ）は、原盤１０の凹凸パターン１４
を形成する工程を示す図である。

【００５４】まず、図３（Ａ）に示すように、基材２０
上にレジスト層２２を形成する。基材２０は、原盤１０
に加工されるもので、角板形状又は円盤状をなす。この
基材２０をエッチングして、図２に示すような複数の曲
面部１２からなる凹凸パターン１４を形成する。そのた
め、基材２０は、エッチング可能な材料であれば特に限
定されるものではないが、シリコン又は石英は、エッチ
ングにより高精度の曲面部１２の形成が容易であるため
好適である。

【００５５】なお、原盤１０における低密着性層１６の
形成領域として、低密着性材料を充填するためのくぼみ
等を形成する場合には、これを凹凸パターン１４の形成
と同時に形成すれば工程が短縮される。あるいは、この
くぼみ等を、凹凸パターン１４の形成前又は形成後に形
成してもよい。

【００５６】レジスト層２２を形成する物質としては、
例えば、半導体デバイス製造において一般的に用いられ
ている、クレゾールノボラック系樹脂に感光剤としてジ
アゾナフトキノン誘導体を配合した市販のポジ型のレジ
ストをそのまま利用できる。ここで、ポジ型のレジスト
とは、所定のパターンに応じて放射線等のエネルギー線
に暴露することにより、放射線によって暴露された領域
が現像液により選択的に除去可能となる物質のことであ
る。レジスト層２２を形成する方法としては、スピンコ
ート法、ディッピング法、スプレーコート法、ロールコ
ート法、バーコート法等の方法を用いることが可能であ
る。

【００５７】次に、図３（Ｂ）に示すように、マスク２
４をレジスト層２２の上方に配置し、マスク２４を介し
てレジスト層２２の所定領域のみを放射線（エネルギー
線）２６によって暴露する。

【００５８】マスク２４は、曲面部１２の形成に必要と
される領域において、放射線２６が透過するようにパタ
ーン形成されたものである。また、凹凸パターン１４の
形成と同時に、低密着性層１６の形成領域にくぼみ等を
形成する場合には、その領域にも放射線２６が透過して
もよい。放射線としては波長２００ｎｍ〜５００ｎｍの
領域の光を用いることが好ましい。この波長領域の光の
利用は、液晶パネルの製造プロセス等で確立されている
フォトリソグラフィの技術及びそれに利用されている設
備の利用が可能となり、低コスト化を図ることができ
る。

【００５９】そして、レジスト層２２を放射線２６によ
って暴露した後に所定の条件により現像処理を行うと、
図３（Ｃ）に示すように、放射線２６の暴露領域２８に
おいて、レジスト層２２の一部が選択的に除去されて基
材２０の表面が露出する。また、凹凸パターン１４の形
成と同時に、低密着性層１６の形成領域にくぼみ等を形
成する場合には、その領域においても基材２０の表面が
露出する。そして、これら以外の領域はレジスト層２２
により覆われたままの状態となる。

【００６０】こうしてレジスト層２２がパターン化され
ると、図３（Ｄ）に示すように、このレジスト層２２を
マスクとして基材２０を所定の深さエッチングする。詳
しくは、基材２０におけるレジスト層２２から露出した
領域に対して、どの方向にもエッチングが進む等方性エ
ッチングを行う。例えば、ウエットエッチングを適用し
て、化学溶液（エッチング液）に基材２０を浸すこと
で、等方性エッチングを行うことができる。基材２０と
して石英を用いた場合には、エッチング液として、例え
ば、沸酸と沸化アンモニウムを混合した水溶液（バッフ
ァード沸酸）を用いてエッチングを行う。等方性エッチ
ングを行うことで、基材２０には、凹状の曲面部１２が
形成される。

【００６１】エッチングの完了後に、図３（Ｅ）に示す
ように、レジスト層２２を除去すると、基材２０に曲面
部１２が形成されている。また、前述したように低密着
性層１６の形成領域となるようにくぼみ等を形成してお
くこともできる。

【００６２】なお、本実施の形態では、レジスト層２２
を基材２０のエッチングにおけるマスク材として利用し
たが、基材２０とレジスト層２２の間にエッチングのマ
スク材として利用するための層（エッチングマスク層）
を設け、これにレジスト層２２のパターンを転写してエ
ッチングにおけるマスク材として利用してもよい。エッ
チングマスク層は、基材を所定の深さエッチングする
間、非エッチング領域を覆うことが可能なものであれば
特に限定されるものではなく、又、感光性が付与される
必要はなく、例えば、基材として石英を用いた場合に
は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔ
ｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｓｉ等が利用できる。

【００６３】次に、低密着性層１６の形成方法を説明す
る。低密着性層１６は、光透過性層前駆体３２（図４
（Ａ）参照）をはじく材料で形成される。例えば、光透
過性層前駆体３２が親水性であれば、シリコン等の疎水
性材料で低密着性層１６を形成する。光透過性層前駆体
３２が疎水性であれば、金属やＳｉＯ₂等の親水性材料
で低密着性層１６を形成する。あるいは、フッ素原子を
有する化合物をコーティングすることにより低密着性層
１６を形成すれば、光透過性層層前駆体が親水性及び疎
水性のいずれであってもはじくようになる。例えば、原
盤１０がシリコン系の材料で形成されている場合には、
フッ素原子を有するシランカップリング剤で表面処理を
行うことで、強固な低密着性層１６を形成することがで
きる。

【００６４】あるいは、光透過性層前駆体３２がアクリ
ル系樹脂である場合には、金属膜を形成してもよい。

【００６５】または、基材２０上に金属の下地層を形成
し、この下地層を構成する金属上に光透過性層前駆体３
２をはじく硫黄化合物を自己集積させて低密着性層１６
を構成してもよい。金属の下地層（以下金属層という）
を形成する材料としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅
（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）等が利用できる。金属層
の膜厚は、この上に硫黄化合物を自己集積させて固定す
るための下地層であるため、一般に、１００〜２０００
オングストローム（１０^-10ｍ）程度の厚みがあればよ
い。金属層の形成方法としては、スパッタリング、蒸
着、ＣＶＤ、無電解メッキ法等を用いることが可能であ
る。なお、基材２０と金属層との密着性を高めるため
に、例えば、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）等で構成
される中間層を設けてもよい。

【００６６】また、硫黄化合物としては、チオール化合
物が好ましい。ここで、チオール化合物とは、メルカブ
ト基（−ＳＨ）を持つ有機化合物（Ｒ−ＳＨ；Ｒはアル
キル基等の炭化水素基）の総称をいう。このようなチオ
ール化合物の中で、例えば、 Ｃ_nＦ_2n+1Ｃ_mＨ_2mＳＨ （ｎ，ｍは自然数） で表されるフッ素原子（Ｆ）を持つ化合物は、光透過性
層前駆体３２をはじくので好ましい。このようなチオー
ル化合物を、例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタ
ン等の有機溶剤に溶かして０．１〜１０ｍＭ程度の溶液
とする。そして、金属層を形成した基材２０をこの溶液
に浸漬すると、チオール化合物が金属層に自発的に集合
して、金属層を構成する原子とチオール化合物を構成す
る硫黄原子（Ｓ）とが共有結合的に結合し、金属層上に
チオール化合物の緻密な単分子層が強固に形成される。
なお、硫黄化合物としては、チオール化合物以外にジス
ルフィド結合（Ｓ−Ｓ結合）を持つ有機化合物（Ｒ₁−
Ｓ−Ｓ−Ｒ₂；Ｒ₁，Ｒ₂は、アルキル基等の炭化水素
基）等も利用できる。

【００６７】これによれば、緻密で強固に一体化した、
光透過性層前駆体３２をはじく低密着性層１６を、基材
２０上に容易に形成することができる。

【００６８】こうして、凹凸パターン１４及び低密着性
層１６が形成された原盤１０を得ることができる。原盤
１０は、本実施の形態では、一旦製造すればその後、耐
久性の許す限り何度でも使用できるため経済的である。
また、原盤１０の製造工程は、２枚目以降のマイクロレ
ンズアレイの製造工程において省略でき、工程数の減少
および低コスト化を図ることができる。

【００６９】上記工程では、基材２０に曲面部１２を形
成するに際し、ポジ型のレジストを用いたが、放射線に
暴露された領域が現像液に対して不溶化し、放射線に暴
露されていない領域が現像液により選択的に除去可能と
なるネガ型のレジストを用いても良く、この場合には、
上記マスク２０とはパターンが反転したマスクが用いら
れる。あるいは、マスクを使用せずに、レーザ光あるい
は電子線によって直接レジストをパターン状に暴露して
も良い。

【００７０】次に、上述した原盤１０を用いて光学基板
としてのマイクロレンズアレイを製造する方法を、図４
（Ａ）〜図４（Ｄ）を参照して説明する。

【００７１】図４（Ａ）に示すように、光透過性層前駆
体３２を、原盤１０における曲面部１２が形成された面
の中央部又はその付近に載せる。そして、光透過性層前
駆体３２を介して、基板３４と原盤１０とを密着させる
ことにより、図４（Ｂ）に示すように、光透過性層前駆
体３２を所定領域まで塗り拡げる。低密着性層１６が原
盤１０の外周端部に形成されている場合には、光透過性
層前駆体３２が低密着性層１６上に接触するまでこれを
塗り拡げる。そして、図４（Ｃ）に示すように、原盤１
０と基板３４の間に光透過性層前駆体３２からなる層を
形成する。この層は、固化されると光透過性層３０とな
る。

【００７２】ここでは、光透過性層前駆体３２を原盤１
０上に載せたが、基板３４に載せるか、原盤１０及び基
板３４の両方に載せてもよい。また、原盤１０及び基板
３４のいずれか一方、または、両方に、予め光透過性層
前駆体３２を所定領域まで塗り拡げてもよい。

【００７３】また、必要に応じて、原盤１０と基板３４
とを光透過性層前駆体３２を介して密着させる際に、原
盤１０及び基板３４の少なくともいずれか一方を介して
光透過性層前駆体３２を加圧しても良い。加圧すること
で、光透過性層前駆体３２が所定領域まで塗れ拡がる時
間を短縮できることで作業性が向上し、かつ、光透過性
層前駆体３２の曲面部１２への充填が確実となる。

【００７４】ここで、光透過性層前駆体３２は、液状あ
るいは液状化可能な物質であることが好ましい。このよ
うな物質は、低粘性の状態で取り扱うことが可能であ
り、原盤１０上の曲面部１２の内部又は曲面部１２間へ
充填することが容易である。特に、常温、常圧下におい
て液状のものは省設備コスト化が容易であるため好適で
ある。液状の物質としては、エネルギーの付与により硬
化可能な物質が利用でき、液状化可能な物質としては、
可塑性を有する物質が利用できる。

【００７５】また、光透過性層前駆体３２は、光透過性
層３０を形成した際に、光透過性等の要求される特性を
有するものであれば特に限定されるものではないが、樹
脂を使用することができる。樹脂は、エネルギー硬化性
を有するもの、あるいは可塑性を有するものが容易に得
られるので好適である。

【００７６】エネルギー硬化性を有する樹脂としては、
光及び熱の少なくともいずれかー方の付与により硬化可
能であることが望ましい。光や熱の利用は、汎用の露光
装置、ベイク炉やホットプレート等の加熱装置を利用す
ることができ、省設備コスト化を図ることが可能であ
る。

【００７７】このようなエネルギー硬化性を有する樹脂
としては、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、
メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が利用できる。特
に、アクリル系樹脂は、市販品の様々な前駆体や感光剤
（光重合開始剤）を利用することで、光の照射で短時間
に硬化するものが容易に得られるため好適である。

【００７８】光硬化性のアクリル系樹脂の基本組成の具
体例としては、プレポリマーまたはオリゴマー、モノマ
ー、光重合開始剤があげられる。

【００７９】プレポリマーまたはオリゴマーとしては、
例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレー
ト類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアク
リレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のア
クリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメ
タクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリ
エーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利
用できる。

【００８０】モノマーとしては、例えば、２−エチルヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレング
リコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジア
クリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の
二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、
ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが
利用できる。

【００８１】光重合開始剤としては、例えば、２，２−
ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフ
ェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イ
ソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブ
チルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセト
フェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェ
ノン、α，α−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノ
ン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、
Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノ
ン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチル
ケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアル
キルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニル−１，２
−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オ
キシム等のオキシム類、２−メチルチオキサントン、２
−クロロチオキサントン等のキサントン類、ミヒラーケ
トン、ベンジルメチルケタール等のラジカル発生化合物
が利用できる。

【００８２】なお、必要に応じて、酸素による硬化阻害
を防止する目的でアミン類等の化合物を添加したり、塗
布を容易にする目的で溶剤成分を添加してもよい。溶剤
成分としては、特に限定されるものではなく、種々の有
機溶剤、例えば、プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート、メトキシメチルプロピオネート、エト
キシエチルプロピオネート、エチルラクテート、エチル
ピルビネート、メチルアミルケトン等が利用可能であ
る。

【００８３】これらの物質によれば、高精度のエッチン
グが可能な点で原盤１０の材料として優れているシリコ
ン又は石英からの離型性が良好であるため好適である。

【００８４】また、可塑性を有する樹脂としては、例え
ば、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルメタクリレー
ト系樹脂、アモルファスポリオレフィン系樹脂等の熱可
塑性を有する樹脂が利用できる。このような樹脂を軟化
点温度以上に加温することにより可塑化させて液状と
し、図４（Ｃ）に示すように、原盤１０と基板３４との
間に挟み込んで層を形成する。

【００８５】光透過性層前駆体３２を介して原盤１０と
基板３４を密着させることで、光透過性層前駆体３２
は、原盤１０の曲面部１２に対応する形状になる。つま
り、光透過性層前駆体３２に、複数の曲面部１２からな
る凹凸パターン１４を転写することができる。

【００８６】そして、光透過性層前駆体３２に応じた固
化（硬化）処理を施す。例えば、光硬化性の樹脂を用い
た場合であれば、所定の条件で光を照射する。これによ
り光透過性層前駆体３２を固化させて、図４（Ｃ）に示
すように、光透過性層３０を形成することができる。な
お、光硬化性の物質にて光透過性層３０を形成するとき
には、基板３４及び原盤１０のうち少なくとも一方が、
光透過性を有することが必要となる。あるいは、軟化点
温度以上に加温した可塑化した樹脂を光透過性層前駆体
３２として使用する場合には、冷却することにより固化
させることができる。

【００８７】基板３４としては、マイクロレンズアレイ
として要求される光透過性等の光学的な物性や、機械的
強度等の特性を満足するものであれば特に限定されるも
のではなく、例えば、石英やガラス、あるいは、ポリカ
ーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリ
レート、アモルファスポリオレフィン等のプラスチック
製の基板あるいはフィルムを利用することが可能であ
る。

【００８８】次いで、図４（Ｄ）に示すように、原盤１
０から光透過性層３０及び基板３４を剥離する。ここ
で、原盤１０には、低密着性層１６が形成されているの
で、原盤１０と光透過性層３０との剥離を容易に行うこ
とができる。低密着性層１６が原盤１０の一方の面の全
面に形成されておらず、原盤１０の外周端部にのみ形成
されていても、原盤１０の外周端部から剥離を開始すれ
ば容易に剥離を行うことができる。低密着性層１６が原
盤１０の外周端部の一部のみに形成されている場合に
は、この低密着性層１６が形成された部分から剥離を開
始する。そうすることで、原盤１０の外周端部に連続的
に低密着性層１６が形成されている場合と同様に、容易
に剥離を行うことができる。

【００８９】光透過性層３０は、原盤１０の凹状（凸
状）の曲面部１２に対応して、複数の凸状（凹状）の曲
面部３６が形成されており、これがレンズとなって、マ
イクロレンズアレイ１となる。上述したように、原盤１
０は、複数の製品を製造するものである。マイクロレン
ズアレイ１は、複数の製品が一体化されたものなので、
個片に切断して個々の製品が得られる。

【００９０】なお、光透過性層３０単独で、マイクロレ
ンズアレイとして要求される機械的強度等の特性を満足
することが可能であれば、基板３４は不要であるから、
基板３４を光透過性層３０から剥離してもよい。この剥
離工程は、原盤１０から光透過性層３０を剥離する前で
あっても、その後であってもよい。

【００９１】本実施の形態は、要するに、曲面部１２を
有する原盤１０を製品ごとに用いて、レンズとなる曲面
部１２を有するマイクロレンズアレイ１を形成する方法
である。これによれば、高価な原盤１０を繰り返して使
用できるので、マイクロレンズアレイ１の製造コストを
低減することができる。

【００９２】また、本実施の形態では、低密着性層１６
によって原盤１０と光透過性層３０との剥離を容易に行
えるので、原盤１０又はマイクロレンズアレイ１の不良
をなくすことができる。

【００９３】（第２の実施の形態）図５は、本発明を適
用した第２の実施の形態に係る光学基板製造用原盤を示
す図である。図６は、図５のVI−VI線断面図である。原
盤４０は、複数の凸状の曲面部４２が形成されている。
この曲面部４２は、図１及び図２に示す曲面部１２の反
転形状をなしている。複数の曲面部４２によって凹凸パ
ターン４４が形成されている。また、原盤４０には、低
密着性層４６が形成されている。低密着性層４６につい
ては、原盤１０の低密着性層１６と同じであるので説明
を省略する。

【００９４】図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、本実施の形態
に係る光学基板製造用原盤の製造方法を説明する図であ
る。まず、図７（Ａ）に示すように、基材５０上にレジ
スト層５２を形成する。この工程並びに基材５０及びレ
ジスト層５２の材料については、第１の実施の形態（図
３（Ａ）参照）と同様である。

【００９５】次に、図７（Ｂ）に示すように、マスク５
４をレジスト層５２の上に配置し、マスク５４を介して
レジスト層５２の所定領域のみを放射線２６によって暴
露する。マスク５４は、曲面部４２の形成に必要とされ
る領域において、放射線２６が透過しないようにパター
ン形成されたものである。

【００９６】そして、レジスト層５２を放射線２６によ
って暴露した後に所定の条件により現像処理を行うと、
図７（Ｃ）に示すように、放射線２６の暴露領域５６に
おいて、レジスト層５２が選択的に除去されて基材５０
の表面が露出し、それ以外の領域はレジスト層５２によ
り覆われたままの状態となる。

【００９７】こうしてレジスト層５２がパターン化され
ると、リフロー工程で、レジスト層５２を加熱する。そ
して、レジスト層５２が熱により溶融されると、表面張
力により、図７（Ｄ）に示すようにレジスト層５２の表
面は、曲面形状をなす。

【００９８】続いて、図７（Ｄ）に示すように、このレ
ジスト層５２をマスクとして、エッチャント５８によっ
て、基材５０を所定の深さエッチングを行う。詳しく
は、異方性エッチング、例えば反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）などのドライエッチングを行う。

【００９９】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、基材５０がエ
ッチングされる過程を示す図である。基材５０は、部分
的に、曲面形状をなすレジスト層５２によって覆われて
いる。基材５０は、まず、レジスト層５２に覆われてい
ない領域においてエッチングされる。そして、レジスト
層５２は、エッチャント５８によりエッチングされて、
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、二点鎖線で示
す領域から実線で示す領域へと徐々に小さくなる。ここ
で、レジスト層５２は曲面形状をなしているので、この
形状のレジスト層５２が徐々に小さくなると、基材５０
は徐々に露出していき、この露出した領域が連続的に徐
々にエッチングされていく。こうして、基材５０が連続
的に徐々にエッチングされるので、エッチング後の基材
５０の表面形状は曲面となる。最後には、図８（Ｃ）に
示すように、基材５０に凸状の曲面部４２が形成され
て、原盤４０となる。

【０１００】この原盤４０を使用すれば、図４（Ｄ）に
示す光透過性層３０とは逆に、凹状の曲面部を有する光
透過性層を形成することができる。

【０１０１】なお、原盤４０における低密着性層４６の
形成領域として低密着性材料を充填するためのくぼみ等
を形成する場合には、上記曲面部４２を形成した後に、
この曲面部４２をレジスト層などで覆って、低密着性層
４６の形成領域をエッチングしてもよい。

【０１０２】（第３の実施の形態）図９（Ａ）〜図９
（Ｂ）は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る光
学基板の製造方法を示す図である。本実施の形態では、
凸状の複数の曲面部６２からなる凹凸パターン６４の上
に低密着性層６６が形成された原盤６０が使用される。
そして、図９（Ａ）に示すように、原盤６０の低密着性
層６６が形成された面と基板７４との間に、光透過性層
７０を形成する。その工程は、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）
に示す工程と同じである。続いて、図９（Ｂ）に示すよ
うに、原盤６０と光透過性層７０とを剥離する。本実施
の形態でも、低密着性層６６が形成されていることで、
原盤６０と光透過性層７０との剥離を容易に行うことが
できる。

【０１０３】（第４の実施の形態）図１０は、本発明を
適用した第４の実施の形態に係る表示装置を示す図であ
る。この表示装置は、マイクロレンズアレイを使用した
液晶プロジェクタであり、例えば、第１の実施の形態に
係る方法により製造されたマイクロレンズアレイ１を個
片に切断して組み込んだライトバルブ８０と、光源とし
てのランプ９０とを有する。

【０１０４】マイクロレンズアレイ１は、曲面部３６の
表面で形成されるレンズ面が、ランプ９０からみて凹状
になるように配置されている。そして、曲面部３６上に
第２の光透過性層８２が形成され、光透過性層８２上に
はブラックマトリクス８４が設けられている。さらに、
ブラックマトリクス８４上には、透明な共通電極８６及
び配向膜８８が積層されている。なお、第２の光透過性
層８２のみでは製品として要求される機械的強度、ガス
バリア性、信頼性等の特性が満足できない場合には、第
２の光透過性層８２上にガラス、石英等の光透過性を有
する補強板（層）を設け、その上にブラックマトリクス
８４、共通電極８６及び配向膜８８を積層してもよい。

【０１０５】ライトバルブ８０には、配向膜８８からギ
ャップをあけて、ＴＦＴ基板８１が設けられている。Ｔ
ＦＴ基板８１には、透明な個別電極８３及び薄膜トラン
ジスタ８５が設けられており、これらの上に配向膜８７
が形成されている。また、ＴＦＴ基板８１は、配向膜８
７を配向膜８８に対向させて配置されている。

【０１０６】配向膜８７、８８間には、液晶８９が封入
されており、薄膜トランジスタ８５によって制御される
電圧によって、液晶８９が駆動されるようになってい
る。

【０１０７】この液晶プロジェクタによれば、ランプ９
０から照射された光９２が、各画素毎にレンズとしての
曲面部３６にて集光するので、明るい画面を表示するこ
とができる。

【０１０８】なお、その前提として、光の出射側の光透
過性層８２の光屈折率ｎaと、光の入射側の光透過性層
３０の光屈折率ｎbとは、 ｎa＜ｎb の関係にあることが必要である。この条件を満たすこと
で、屈折率の大きい媒質から、屈折率の小さい媒質に光
が入射することになり、光９２は両媒質の界面の法線か
ら離れるように屈折して集光する。そして、画面を明る
くすることができる。

【０１０９】あるいは、マイクロレンズアレイの曲面部
の表面で形成されるレンズ面が、光の入射側からみて凸
状になるように配置される場合には、これとは反対にな
る。すなわち、光の出射側の光透過性層の光屈折率ｎ
a′と、光の入射側の光透過性層３０の光屈折率ｎb′と
は、 ｎa′＞ｎb′ の関係にあることが必要である。この条件を満たすこと
で、屈折率の小さい媒質から、屈折率の大きい媒質に光
が入射することになり、光は両媒質の界面の法線に近づ
くように屈折して集光する。そして、画面を明るくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、第１の実施の形態に係る光学基板製造
用原盤を示す図である。

【図２】図２は、図１のII−II線断面図である。

【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｅ）は、第１の実施の形態
に係る光学基板製造用原盤の製造方法を示す図である。

【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、第１の実施の形態
に係る光学基板の製造方法を示す図である。

【図５】図５は、第２の実施の形態に係る光学基板製造
用原盤を示す図である。

【図６】図６は、図５のVI−VI線断面図である。

【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、第２の実施の形態
に係る光学基板製造用原盤の製造方法を示す図である。

【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、第２の実施の形態
に係る光学基板製造用原盤の製造方法を示す図である。

【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｂ）は、第３の実施の形態
に係る光学基板の製造方法を示す図である。

【図１０】図１０は、第４の実施の形態に係る光学基板
を組み込んだ表示装置を示す図である。

【符号の説明】

１ マイクロレンズアレイ（光学基板） １０ 原盤 １２ 曲面部 １４ 凹凸パターン １６ 低密着性層 ３０ 光透過性層 ３２ 光透過性層前駆体 ３４ 基板

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H090 HC18 JA03 JB02 JB03 JB05 JC01 JC03 JD01 LA04 LA12 2H091 FA29Y FB03 FB04 FC01 FC19 FC22 FC23 FC29 FD04 FD06 GA01 GA13 KA01 LA12 MA07 4F213 AH73 WA53 WA67 WA72 WA74 WA97 WB01

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹凸パターンが形成された原盤を用意す
   る第１工程と、 前記原盤の前記凹凸パターンが形成された面に、光透過
   性層前駆体を密着させる第２工程と、 前記光透過性層前駆体を固化して光透過性層を形成し、
   前記原盤を、前記光透過性層から剥離する第３工程と、 を含み、 前記原盤の前記凹凸パターンが形成された面には、前記
   光透過性層前駆体との密着性の低い低密着性層が形成さ
   れている光学基板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光学基板の製造方法にお
   いて、 前記凹凸パターンは、前記原盤の外周端部を避けて形成
   されており、 前記低密着性層は、前記原盤の前記外周端部に形成され
   ている光学基板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光学基板の製造方法にお
   いて、 前記凹凸パターンは、前記原盤の外周端部を避けて形成
   されており、 前記低密着性層は、前記原盤の外周端部の一部に形成さ
   れており、 前記第３工程で、前記原盤の外周端部の前記一部から、
   前記光透過性層の剥離を開始する光学基板の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光学基板の製造方法にお
   いて、 前記低密着性層は、前記原盤の前記凹凸パターンが形成
   された面の全体に形成されている光学基板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   の光学基板の製造方法において、 光透過性層前駆体は親水性であり、前記低密着性層は疎
   水性である光学基板の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   の光学基板の製造方法において、 光透過性層前駆体は疎水性であり、前記低密着性層は親
   水性である光学基板の製造方法。
7. 【請求項７】 一方の面に光透過性層前駆体を密着さ
   せ、前記光透過性層前駆体を固化して光透過性層を形成
   し、前記光透過性層を剥離して光学基板を形成するため
   の原盤の製造方法であって、 基材の一方の面に前記光学基板の表面形状に対応する凹
   凸パターンを形成する工程と、前記基材の一方の面に前
   記光透過性層前駆体との密着性の低い低密着性層を形成
   する工程と、を含む原盤の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の原盤の製造方法におい
   て、 前記凹凸パターンを、前記一方の面の外周端部を避けて
   形成し、 前記低密着性層を、前記外周端部に形成する原盤の製造
   方法。
9. 【請求項９】 請求項７記載の原盤の製造方法におい
   て、 前記凹凸パターンを、前記一方の面の外周端部を避けて
   形成し、 前記低密着性層を、前記外周端部の一部に形成する原盤
   の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項７記載の原盤の製造方法におい
    て、 前記低密着性層を、前記一方の面の全体に形成する原盤
    の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項７から請求項１０のいずれかに
    記載の原盤の製造方法において、 前記低密着性層を疎水性の材料で形成する原盤の製造方
    法。
12. 【請求項１２】 請求項７から請求項１０のいずれかに
    記載の原盤の製造方法において、 前記低密着性層を親水性の材料で形成する原盤の製造方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項７から請求項１０のいずれかに
    記載の原盤の製造方法において、 前記低密着性層を、金属の下地層上に硫黄化合物を自己
    集積させて形成する原盤の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項７から請求項１０のいずれかに
    記載の原盤の製造方法において、 前記低密着性層を、フッ素原子を有する化合物をコーテ
    ィングすることにより形成する原盤の製造方法。
15. 【請求項１５】 一方の面に光透過性層前駆体を密着さ
    せ、前記光透過性層前駆体を固化して光透過性層を形成
    し、前記光透過性層を剥離して光学基板を形成するため
    の原盤であって、 前記一方の面には、前記光学基板の表面形状に対応する
    凹凸パターンと、前記光透過性層前駆体との密着性の低
    い低密着性層と、が形成されている光学基板製造用原
    盤。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の光学基板製造用原盤
    において、 前記凹凸パターンは、外周端部を避けて形成されてお
    り、 前記低密着性層は、前記外周端部に形成されている光学
    基板製造用原盤。
17. 【請求項１７】 請求項１５記載の光学基板製造用原盤
    において、 前記凹凸パターンは、外周端部を避けて形成されてお
    り、 前記低密着性層は、前記外周端部の一部に形成されてい
    る光学基板製造用原盤。
18. 【請求項１８】 請求項１５記載の光学基板製造用原盤
    において、 前記低密着性層は、前記一方の面の全体に形成されてい
    る光学基板製造用原盤。
19. 【請求項１９】 請求項１５から請求項１８のいずれか
    に記載の光学基板製造用原盤において、 前記低密着性層は疎水性である光学基板製造用原盤。
20. 【請求項２０】 請求項１５から請求項１８のいずれか
    に記載の光学基板製造用原盤において、 前記低密着性層は親水性である光学基板製造用原盤。
21. 【請求項２１】 請求項１５から請求項１８のいずれか
    に記載の光学基板製造用原盤において、 前記低密着性層は、金属の下地層上に硫黄化合物が自己
    集積して構成されている光学基板製造用原盤。
22. 【請求項２２】 請求項１５から請求項１８のいずれか
    に記載の光学基板製造用原盤において、 前記低密着性層は、フッ素原子を有する化合物をコーテ
    ィングすることによって形成されている光学基板製造用
    原盤。
23. 【請求項２３】 請求項１から請求項６のいずれかに記
    載の方法により製造された光学基板。
24. 【請求項２４】 請求項２３記載の光学基板を有する表
    示装置。
25. 【請求項２５】 前記光学基板をマイクロレンズアレイ
    として有する液晶プロジェクタである請求項２４記載の
    表示装置。